Et neutralt atom er et, der mangler en elektrisk ladning på grund af en afvejning mellem antallet af dets protoner og elektroner. Begge er elektrisk ladede subatomære partikler.
Protoner agglomereres med neutroner og udgør kernen; mens elektronerne er sløret, hvilket definerer en elektronisk sky. Når antallet af protoner i et atom, lig med dets atomnummer (Z), er lig med antallet af elektroner, siges det, at der er en kompromis mellem de elektriske ladninger inden i atomet.
Hydrogenatom. Kilde: Mets501 via Wikipedia.
For eksempel har du et hydrogenatom (øverste billede), som har en proton og et elektron. Protonet er placeret i midten af atomet som dets kerne, mens elektronet kredser om det omgivende rum, hvilket efterlader områder med lavere elektrondensitet, når det bevæger sig væk fra kernen.
Dette er et neutralt atom, fordi Z er lig med antallet af elektroner (1p = 1e). Hvis H-atomet mistede det ene proton, ville atomradiusen krympe, og ladningen på protonet ville sejre og blive kation H + (hydron). Hvis den på den anden side fik et elektron, ville der være to elektroner, og det ville blive H - (hydrid) - anionen.
Neutralatom vs ion
Som eksempel på det neutrale H-atom blev det fundet, at antallet af protoner er lig med antallet af elektroner (1p = 1e); en situation, der ikke forekommer med ioner, der stammer fra tabet eller gevinsten af et elektron.
Ioner dannes ved en ændring i antallet af elektroner, enten på grund af atomet får dem (-) eller mister dem (+).
I kationets atom H + dominerer valensladningen for det enkelte proton over det totale fravær af et elektron (1p> 0e). Dette gælder for alle de andre tungere atomer (np> ne) i den periodiske tabel.
Selv om tilstedeværelsen af en positiv ladning kan virke ubetydelig, ændrer den diagonalt egenskaberne for det pågældende element.
På den anden side, i atomet af anionen H - den negative ladning af de to elektroner dominerer mod den eneste proton i kernen (1p <2e). Ligeledes har de andre anioner med større masse et overskud af elektroner sammenlignet med antallet af protoner (np
Na vs Na
Et bedre kendt eksempel er det for metallisk natrium. Dets neutrale atom, Na, med Z = 11, har 11 protoner; der skal derfor være 11 elektroner for at kompensere for de positive ladninger (11p = 11e).
Natrium, der er et meget elektropositivt metallisk element, mister meget let sine elektroner; i dette tilfælde mister den kun en af dens valenslag (11p> 10e). Således dannes Na + -kationen, som elektrostatisk interagerer med en anion; chloridet, Cl -, i natriumchloridsalt, NaCl.
Metallisk natrium er giftigt og ætsende, mens dets kation endda findes i celler. Dette viser, hvordan egenskaberne ved et element kan ændre sig dramatisk, når det vinder eller mister elektroner.
På den anden side findes anionen Na - (natrium, hypotetisk) ikke; og hvis det kunne dannes, ville det være ekstremt reaktivt, da det går imod den kemiske natur af natrium for at få elektroner. Na - ville have 12 elektroner, der overskrider den positive ladning af dens kerne (11p <12e).
Neutrale molekyler
Atomer er kovalent bundet for at give anledning til molekyler, som også kan kaldes forbindelser. Inden i et molekyle kan der ikke være isolerede ioner; i stedet er der atomer med formelle positive eller negative afgifter. Disse ladede atomer påvirker molekylets nettoladning og omdanner det til en polyatomisk ion.
For at et molekyle skal være neutral, skal summen af de formelle ladninger af dets atomer være lig med nul; eller mere enkelt, alle dens atomer er neutrale. Hvis atomerne, der udgør et molekyle, er neutrale, vil dette også være.
For eksempel har du vandmolekylet, H 2 O. Dens to H-atomer er neutrale, som det er oxygenatom. De kan ikke repræsenteres på samme måde som vist på billedet af hydrogenatom; da selvom kernen ikke ændrer sig, gør den elektroniske sky det.
Den hydroniumion, H 3 O +, på den anden side, har en delvis positivt ladet oxygenatom. Dette betyder, at den i denne polyatomiske ion mister en elektron, og derfor er antallet af protoner større end dets elektroner.
eksempler
Ilt
Det neutrale iltatom har 8 protoner og 8 elektroner. Når det får to elektroner, danner det det, der er kendt som en oxidanion, O 2-. I det overvejende er negative ladninger med et overskud på to elektroner (8p <10e).
Neutrale oxygenatomer har en høj tendens til at reagere og binding med sig selv til dannelse af O 2. Det er af denne grund, at der ikke er nogen "løse" O-atomer derude alene og uden at reagere med noget. Alle kendte reaktioner for denne gas tilskrives molekylært ilt, O 2.
Kobber
Kobber har 29 protoner og 29 elektroner (ud over neutroner). I modsætning til ilt kan dets neutrale atomer findes i naturen på grund af dets metalliske binding og relative stabilitet.
Ligesom natrium har den en tendens til at miste elektroner snarere end at få dem. I betragtning af dens elektroniske konfiguration og for andre aspekter kan den miste en eller to elektroner og blive til kobberkationer, henholdsvis Cu + eller cupric, Cu 2+.
Cu + -kationen har en mindre elektron (29p <28e), og Cu 2+ har mistet to elektroner (29p <27e).
Ædelgasser
De ædelgasser (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) er et af de få elementer, der findes i form af deres neutrale atomer. Deres atomnummer er henholdsvis 2, 10, 18, 36, 54 og 86. De vinder eller mister ikke elektroner; skønt xenon, Xe, kan danne forbindelser med fluor og miste elektroner.
Metallegeringer
Metaller, hvis de er beskyttet mod korrosion, kan holde deres atomer neutrale sammen med metalliske bindinger. I legeringer, faste opløsninger af metaller, forbliver atomerne (for det meste) neutrale. I messing er der for eksempel neutrale atomer fra Cu og Zn.
Referencer
- Jetser Carasco. (2016). Hvad er et neutralt atom? Gendannet fra: introduktion til physics.com
- Markeringer, Samuel. (25. april 2017). Eksempler på ikke-neutrale atomer. Sciencing. Gendannes fra: sciencing.com
- Chem4kids. (2018). Ser på Ions. Gendannes fra: chem4kids.com
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Læring.
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.